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科技向未來 ▏守護(hù)綠水青山 當(dāng)好環(huán)保衛(wèi)士 ——長沙有色院排泥庫建庫技術(shù)創(chuàng)新紀(jì)實(shí)
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廣西百色地區(qū)是全國重要的鋁土礦生產(chǎn)基地之一,排泥庫作為堆積型鋁土礦山的配套排尾設(shè)施,對鋁土礦的開發(fā)至關(guān)重要。由于廣西喀斯特巖溶地質(zhì)條件的復(fù)雜性,排泥庫建設(shè)面臨風(fēng)險(xiǎn)和挑戰(zhàn)。長沙有色院水工專業(yè)經(jīng)過數(shù)十年的不懈攻關(guān)和實(shí)踐,對喀斯特巖溶地區(qū)建設(shè)濕式排泥庫的多項(xiàng)難點(diǎn)進(jìn)行技術(shù)攻關(guān),創(chuàng)新了一批關(guān)鍵核心技術(shù),形成一套排泥庫建設(shè)專有技術(shù)包,有效解決了巖溶區(qū)排泥庫泄漏難題,先后在廣西百色地區(qū)設(shè)計(jì)建設(shè)排泥庫16座,榮獲中國有色金屬建設(shè)協(xié)會(部級)優(yōu)秀工程設(shè)計(jì)成果一等獎3項(xiàng)、二等獎5項(xiàng)。
1、強(qiáng)巖溶發(fā)育區(qū)巖溶治理技術(shù)
排泥庫庫區(qū)巖溶發(fā)育強(qiáng)烈,極易產(chǎn)生滲漏和氣爆事故。設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)將深層巖溶阻斷技術(shù)、淺層隱伏巖溶治理技術(shù)、通氣排水系統(tǒng)聯(lián)合形成一套強(qiáng)巖溶區(qū)巖溶治理技術(shù),排泥庫庫底塌漏和氣爆現(xiàn)象得以有效控制。
長沙有色院設(shè)計(jì)的靖西華銀礦業(yè)有限公司龍山排泥庫加高擴(kuò)容工程,位于廣西壯族自治區(qū)靖西市,于2017年6月投產(chǎn)。該項(xiàng)目在進(jìn)行邊坡巖溶處理時(shí),全面應(yīng)用深層阻斷+淺層治理+通氣排水的強(qiáng)巖溶治理技術(shù),將該庫建成安全環(huán)保的排泥庫,打造成廣西百色市標(biāo)桿工程。
龍山排泥庫
2、地下水分區(qū)分級導(dǎo)排系統(tǒng)技術(shù)
廣西百色地區(qū)的部分排泥庫地下水位較高,為保證庫底的滲漏安全,長沙有色院創(chuàng)新提出地下水分區(qū)分級導(dǎo)排系統(tǒng)技術(shù)方案。該系統(tǒng)包含隧洞排水系統(tǒng)、膜間排滲系統(tǒng)、邊溝排水系統(tǒng)、地下水排滲系統(tǒng)和地下水直排系統(tǒng)5個子系統(tǒng),各系統(tǒng)協(xié)同發(fā)揮排水排滲作用,一方面將庫底地下水位降至原地面以下,另一方面將庫區(qū)劃分若干區(qū)域,有效提升了排泥庫運(yùn)維管理效率。
由長沙有色院總承包的隴峒排泥庫位于廣西靖西市,庫址內(nèi)地下水系發(fā)育,溶洞溶斗與裂隙、斷層破碎帶、巖溶管道及地下暗河相連,雨季庫內(nèi)地下水上漲至地面以上15米。項(xiàng)目設(shè)計(jì)采用地下水分區(qū)分級導(dǎo)排系統(tǒng),將庫內(nèi)地下水排出庫外,水位降至原地面以下不小于1.5米。該技術(shù)突破了隴峒排泥庫建設(shè)的關(guān)鍵難題,隴峒排泥庫被譽(yù)為“廣西巖溶地區(qū)排泥庫建設(shè)項(xiàng)目標(biāo)桿工程”,獲中國有色金屬建設(shè)協(xié)會優(yōu)秀工程設(shè)計(jì)一等獎(2018年)、中國勘察設(shè)計(jì)協(xié)會行業(yè)優(yōu)秀勘察設(shè)計(jì)獎,入選2020年《全國勘察設(shè)計(jì)行業(yè)工程項(xiàng)目管理和工程總承包經(jīng)典項(xiàng)目案例集》。
排泥庫實(shí)施導(dǎo)排系統(tǒng)前庫底水情
排泥庫實(shí)施導(dǎo)排系統(tǒng)后庫底景象
地下水導(dǎo)排系統(tǒng)水情
3、排泥庫斷層處理技術(shù)
斷層處理是排泥庫建設(shè)的一大技術(shù)難題。巖溶地區(qū)斷層內(nèi)巖溶發(fā)育強(qiáng)烈,常并伴有地下暗流,表層一般填充軟土。若不有效治理,極易發(fā)生不均勻沉降和集中滲漏。
長沙有色院在隴峒排泥庫工程項(xiàng)目中采用斷層處理技術(shù)處理排泥庫庫底覆蓋層較厚的張性斷層,一方面可有效解決由放礦后斷層區(qū)域發(fā)生不均勻沉降和管涌破壞引發(fā)的庫底塌漏;另一方面增加了斷層上方水的滲透路徑,提高了庫底防滲性能。此外,選擇該技術(shù)處理斷層還可避免局部深度開挖,降低了斷層處理難度,可減少工程費(fèi)用。
隴峒排泥庫
4、梯級消能池明渠排泥技術(shù)
巖溶地區(qū)建庫四周地勢較為峭壁,排泥管道勢能高,管內(nèi)泥漿流速快,管道極易磨穿,加厚或更換耐磨管道運(yùn)行費(fèi)用又大幅增加。長沙有色院在廣西華銀鋁業(yè)有限公司隴懷排泥庫項(xiàng)目中提出梯級消能池明渠排泥技術(shù)方案,通過消散泥漿動能和加強(qiáng)結(jié)構(gòu)抗沖刷能力,有效解決了排泥管道漏泥又降低了運(yùn)行成本。該項(xiàng)目獲2018年度中國有色金屬建設(shè)協(xié)會(部級)優(yōu)秀工程設(shè)計(jì)一等獎。
隴懷排泥庫
5、數(shù)字化排泥庫技術(shù)
長沙有色院水工專業(yè)以EPC總承包為依托,逐步創(chuàng)立數(shù)字化排泥庫管理系統(tǒng),將傳統(tǒng)在線安全監(jiān)測系統(tǒng)、環(huán)保監(jiān)測以及地下水水質(zhì)監(jiān)測集成至公司運(yùn)行維護(hù)綜合系統(tǒng)內(nèi)并接入云端。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了全天候庫區(qū)巡查的運(yùn)行管理目標(biāo),能滿足及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患、快速判斷癥結(jié)、及時(shí)查找漏點(diǎn)、將漏點(diǎn)處理在萌芽狀態(tài)的功能需求,使排泥庫的運(yùn)行逐步進(jìn)入發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)、通報(bào)及時(shí)、整改及時(shí)的良性循環(huán)。長沙有色院創(chuàng)立的數(shù)字化排泥庫管理系統(tǒng)已應(yīng)用于江灣排泥庫、隴懷排泥庫、龍山排泥庫和隴峒排泥庫等多個工程項(xiàng)目中。
長沙有色院水工專業(yè)經(jīng)過數(shù)十年的技術(shù)創(chuàng)新實(shí)踐,逐步突破巖溶區(qū)建設(shè)濕式排泥庫的技術(shù)難點(diǎn),把“不可能”變?yōu)?ldquo;可能”,使廣西百色地區(qū)排泥庫遍地開花,百色鋁工業(yè)基地得到蓬勃發(fā)展。